CN105408064B - 磨料制品及因此的适配器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磨料制品及因此的适配器。磨料制品包括背衬和在背衬表面上的磨料涂层，并且具有中心点和周边，且磨料涂层形成工作表面。提供延伸通过背衬和磨料涂层的多个孔穴，通过所述孔穴可以提取颗粒物质。工作表面被分成至少第一内区和第二外区，第二区与第一区和中心点同心。每个区具有至少一个孔穴，其中在每个第一区和第二区中，孔穴的尺寸和它们的总数形成对于各自区的孔穴密度。第一区的孔穴密度小于第二区的孔穴密度。适配器具有用于以类似的方式适配的磨料制品的安装表面。

Description

磨料制品及因此的适配器

技术领域

本发明涉及磨料制品，具体地，涉及包括背衬和在背衬表面上的磨料涂层的磨料制品，该磨料制品具有中心点和周边；以及穿过背衬和磨料涂层的多个孔穴，与也设置有孔穴的用于磨料制品的适配器，通过该孔穴可以提取颗粒物质。

背景技术

许多砂磨过程和磨料过程在干燥环境中进行，即，其中不使用任何润滑剂处理工件的环境。一种其中发生这点的情况是例如油漆工件的砂磨，诸如在修复过程期间机动车辆零件上油漆或漆表面的校正，或在此类过程中使用的引物和填料的向下砂磨。这产生通常被称为“粉尘”(诸如油漆碎片)的细小颗粒物，除了需要从工件中去除之外，由于粉尘进入工件周围的大气环境并且可导致对健康的潜在危害，所以所述颗粒物可给使用磨料的工人造成危害。处理这个问题的一种方式是采取除尘方法，其可以是要么通过从工件周围除尘(例如使用具有除尘能力的工作台，诸如下向通风工作平台)要么通过磨料除尘(例如，使用具有除尘能力的砂磨工具)。该后一种选项由于其方便性是特别受欢迎的。

涂覆磨料通常包括涂覆有磨料涂层的背衬，诸如纸材或布料，所述磨料涂层由具有磨料砂砾的树脂形成，所述磨料砂砾在背衬的一个表面上分散在所述树脂中。为了将磨料制品附接到工具诸如轨道式砂磨机，一层附接材料诸如钩环材料或拉丝尼龙材料在背衬的相背对表面上被提供给磨料涂层。这允许磨料制品被安装在支撑垫上，该支撑垫继而附接到工具。为促进除尘，孔穴布置在磨料制品中，通常通过与设置在支撑垫中的孔穴连通的背衬、磨料涂层和附接层，使得粉尘通过在磨料制品和支撑垫中的孔穴被提取。磨料制品的一些设计使用少量较大的孔穴，所述较大的孔穴通常与设置在支撑垫(诸如购自英国布拉克内尔市该隐路3M中心邮编RG128HT的3M联合王国公共有限公司(UK from 3M UnitedKingdom PLC，3M Centre，Cain Road，Bracknell，RG12 8HT)的十五个孔穴255P研磨盘)中的孔穴对准。用于除尘的磨料的一些设计利用包括许多小孔穴的不同结构，所述小孔穴可以或可以不要求与支撑垫中对应的孔穴对准，再次诸如购自3M联合王国公共有限公司(3MUnited Kingdom PLC)的334U和734U(紫色)研磨盘。

最大化除尘量的先前方法依靠在磨料制品中包括尽可能多的孔穴，因此与磨料的表面积相比最大化孔穴的表面积。这样的一个示例是在EP 781629中讨论的磨料制品，其中包括孔穴、孔穴基本上均匀地分布在磨料制品的表面中的至少一部分上、与钩环附接材料结合的穿孔孔穴被示出提供了优于具有较少孔穴的现有磨料制品的改善的除尘。类似地，WO2012/034785讨论了使用许多小孔穴用于改善除尘，但不是提出跨磨料制品表面的孔穴的均匀分布，而是讨论使用斐波纳契数列或金数以产生孔穴分布，其示出不均匀布置也提供了有益的除尘效果。

然而，当磨料制品中使用越来越多的孔穴时，不管支撑垫上除尘孔穴的分布或对准如何都不可否认地增加除尘的量，使用过多的孔穴可导致磨料制品的结构完整性的问题。在包括许多小孔穴情况下，特别是朝向盘的边缘，当使用时由于通过支撑垫的转动产生的力而对于磨料存在撕裂趋势。还达到其中磨料制品的过多的总体表面积留给孔穴的点，并且磨料制品的消减或总体寿命下降超过实际的、可用的或经济的量。考虑到在模具上的磨损和撕裂与将磨料的幅材转换成具有精确孔穴图案的盘和片材的成本，所以生产许多孔穴的复杂图案也可以是昂贵的。但当对于许多应用仍是理想的时，使用较少的较大的孔穴达不到等效除尘效果，因此在先前产品中一直存在孔穴数和消减之间的折衷以同时增强除尘与消减两者。因此，希望能够平衡成本和性能两者，确保产品的除尘行为不恶化，同时保持有成本竞争力的制造方法。

发明内容

本发明的目的在于通过提供磨料制品解决这些问题，所述磨料制品包括背衬和在背衬表面上的磨料涂层，制品具有中心点和周边，并且磨料涂层形成工作表面；以及延伸通过背衬和磨料涂层的多个孔穴，通过所述孔穴可以提取颗粒物质；其中制品被分成至少第一内区和第二外区，第二区位于第一区之外并且与第一区和中心点同心；每个区具有至少一个孔穴，其中在每个第一区和第二区中，一个或多个孔穴的尺寸和它们的总数形成对于各自区的孔穴密度；并且其中第一区的孔穴密度小于第二区的孔穴密度。

通过考虑到磨料的表面积的相对量与孔穴的表面积的相对量两者，和与孔穴将怎样在使用中的工具上移动有关的此类孔穴在磨料制品上的位置，磨料制品的除尘能力相比于现有的穿孔磨料制品的除尘能力可大幅改善。

优选地，在每个区中，每个孔穴具有在各自区内的尺寸和位置，使得每个孔穴距中心点的距离乘以各自区内磨料涂层的总表面积与各自区内至少一个孔穴的总表面积之间的比率对于第一区和第二区是大致恒定的。

优选地，在每个区中的孔穴围绕中心点均匀地分布。

优选地，制品为盘的形式。

磨料制品还可包括定位在第一区和第二区之间的第三区，在第三区中不存在孔穴。另选地，磨料制品还可包括定位在第一区和第二区之间的第三区，该第三区包括至少一个孔穴。

在其中磨料制品是盘的情况下，优选地，孔穴沿盘的半径被定位。至少一个另外的孔穴可设置在至少两个区之外。至少一个另外的孔穴可为定位在中心点处的中心孔穴。另选地，至少一个另外的孔穴可以被定位于远离中心点。优选地，在每个区中的至少两个孔穴形成跨磨料制品的总体不对称图案。

优选地，孔穴的直径在1.0mm至25.0mm的范围内。优选地，磨料制品包括介于7个和100个之间的孔穴。更优选地，磨料制品包括介于7个和30个之间的孔穴。

更优选地，颗粒是粉尘，并且磨料制品适于与除尘设备一起使用。

在另一方面，本发明还提供用于磨料制品的适配器，所述适配器包括具有适于附接磨料制品的安装表面的主体，适配器具有中心点和周边；以及延伸通过主体的多个孔穴，通过所述孔穴可以提取颗粒物质；其中安装表面被分成至少第一内区和第二外区，第二区位于第一区之外并且与第一区和中心点同心；每个区具有至少一个孔穴，其中在每个第一区和第二区中，孔穴的尺寸和它们的总数形成对于各自区的孔穴密度；并且其中第一区的孔穴密度小于第二区的孔穴密度。

通过考虑到安装表面的表面积的相对量与孔穴的表面积的相对量两者，和与孔穴将怎样在使用中的工具上移动有关的此类孔穴在磨料制品上的位置，适配器的除尘能力相比于现有的装置的除尘能力可大幅改善。这可以具有或不具有相关联的磨料制品的优化。

优选地，在每个区中，每个孔穴具有在各自区内的尺寸和位置，使得每个孔穴距中心点的距离乘以各自区内安装表面的总表面积与各自区内至少一个孔穴的总表面积之间的比率对于第一区和第二区是大致恒定的。

优选地，至少两个孔穴设置在每个区中，并且在每个区中的孔穴围绕中心点均匀分布。

优选地，适配器为圆形支撑垫形式。

适配器还可包括定位在第一区和第二区之间的第三区，在第三区中不存在孔穴。另选地，适配器还可包括定位在第一区和第二区之间的第三区，该第三区包括至少一个孔穴。

在适配器为圆形支撑垫的情况下，孔穴沿圆形支撑垫的半径被定位。

至少一个另外的孔穴可设置在至少两个区之外。至少一个另外的孔穴可为定位在中心点处的中心孔穴。另选地，至少一个另外的孔穴被定位于远离中心点。在每个区中的至少两个孔穴可形成跨适配器的总体不对称图案。

优选地，孔穴的直径在1.0mm至25.0mm的范围内。优选地，适配器包括介于7个到100个之间的孔穴，更优选地，介于7个到30个之间的孔穴。

优选地，颗粒是粉尘，并且适配器适于与除尘设备一起使用。

附图说明

现在将结合附图仅以示例的方式描述本发明，图中：

图1是示出适合与本发明实施例中的任一项一起使用的磨料制品的构造的示意性横截面图；

图2是根据本发明第一实施例的磨料制品的示意图；

图3是根据本发明第二实施例的磨料制品的示意图；

图4是用于与本发明第一实施例和第二实施例的比较实验中的十五个孔穴和七十八个孔穴的磨料的示意图；

图5是根据本发明第三实施例的用于磨料制品的适配器的示意性剖视图；以及

图6是根据本发明第三实施例的用于磨料制品的适配器的示意性平面图。

具体实施方式

本发明采取理解不仅跨磨料制品表面的除尘的均匀水平为良好性能所需的方法，这应理想地考虑到其中磨料制品用于提供使用中的磨料制品的轨道和/或旋转的工具的情况。例如，随机轨道或双功能(DA)式砂磨机，诸如购自如上的3M公司的3M随机轨道式砂磨机范围，不仅旋转磨料制品，而且将其在椭圆轨道图案中移动，将平移运动分量给予磨料制品的旋转运动。对于磨料制品，诸如在使用期间旋转的盘，研磨盘的中心附近的相对线速度显著低于在盘的外边缘处取决于研磨盘的旋转速度的线速度。

不受理论的束缚，人们认为，在磨料制品的边缘处增加的速度产生工件表面上增加的消减，随着研磨材料的更大的面积越过工件的表面，由于在速度上的差异产生更积极的消减。这产生从工件的表面被去除的颗粒物质的量增加，通常粉尘根据应用由油漆碎片或填料构成，这需要及时去除，以减少磨料制品表面的堵塞和颗粒物质排出到周围大气中。

本发明通过将由磨料涂层形成的工作表面磨料制品分成至少第一内区和第二外区来解决这个问题，第二区与第一区和中心点同心。每个区具有至少一个孔穴，并且在每个第一区和第二区中，孔穴的尺寸和它们的总数形成对于各自区的孔穴密度。第一区的孔穴密度小于第二区的孔穴密度。因此，孔穴密度是专用于孔穴的磨料制品表面积以及其与磨料制品表面积(其为仅磨料涂层的，即不设置有孔穴)的关系的量度。在每个区中，每个孔穴具有在各自区内的尺寸和位置，使得每个孔穴距中心点的距离乘以各自区内磨料涂层的总表面积与各自区内至少一个孔穴的总表面积之间的比率对于第一区和第二区是大致恒定的。这样做的一种方式是设置在每个区中的至少一个孔穴，并且确保这些孔穴围绕中心点均匀分布。

该关系有效地确定对于每个区可去除的颗粒物的量，使得提供增加的提取能力用于其中产生更大量颗粒物的磨料制品的区域，因此引起常数K对于每个区被保持大致恒定。总的来说，这改善了磨料制品的提取能力，超过那些传统穿孔磨料制品(较少的较大的孔穴)和更现代化的所谓的“多孔穴”(许多较小的孔穴)的磨料制品两者。这是由于根据本发明的磨料制品具有可变的孔穴密度，即，在每个区中孔穴的数目和尺寸根椐每个区中的相对位置对于每个区是不同的。

图1是示出适合与本发明实施例中的任一项一起使用的磨料制品的构造的示意性横截面图。磨料制品1包括具有第一表面3和第二表面4的背衬2，以及在背衬2的第一表面3上的磨料涂层5。磨料涂层5包括具有分散在其中的磨料颗粒7的形成旨在被用于砂磨工件(未示出)的工作表面8的树脂层6。在该示例中，附接层9，即钩环附接层设置在背衬2的第二表面上。这允许研磨盘被安装在工具的支撑垫(未示出)上，工具设置有除尘能力。提供延伸通过背衬2和磨料涂层5的多个孔穴10。多个孔穴10也延伸通过附接层9。这允许工作表面8与工具之间流体连通，使得在工作表面8处由磨料制品1生成的粉尘可以通过孔穴10远离工件被提取到工具。

本发明第一实施例使用旨在用于除尘的研磨盘作为示例，但应当理解相同的方法可以与其它形状的磨料制品或用于其它类型(诸如所用的湿的或潮湿的，以及干燥的那些)的颗粒提取的磨料制品一起使用。因此，使用研磨盘不应该被看作是限制本发明，也不应认为只使用圆孔穴。图2是根据本发明第一实施例的磨料制品的示意图。这示出具有图1中所示的结构并且被分成五个区(第一区至第五区)的圆形研磨盘11：A(中心0mm-14mm半径)、B(14mm-28mm半径)、C(28mm-42mm半径)、D(42mm-56mm)以及E(56mm-70mm)，以中心点12为中心并且彼此同心。研磨盘直径为150mm。围绕中心点12均匀分布的总共五十九个孔穴被包括在盘中。孔穴的位置和尺寸如下进行确定。

此类圆形研磨盘旨在被用于轨道式砂磨机上，轨道式砂磨机使得盘以引起线速度v的角速度ω旋转(其中v＝ωr)，并且在轨道O中移动盘。因此，孔穴10跨研磨盘11的表面的均匀放置由于将存在对消减的影响而不允许最佳除尘，并且因此基于研磨盘11的旋转速度和由工具生成的轨道两者产生粉尘量。不均匀分布也将遭受相同的问题，从而由于盘旋转和轨道的影响需要进行孔穴位置的调整。提取的粉尘量将与开口面积即跨研磨盘11提供的孔穴10的表面积的量成比例。要确定所需孔穴的表面积，使用以下公式：

公式1

其中如上在考虑的点处K是常数，O是轨道并且v是线速度，A_孔穴是由孔穴占据的研磨盘11的表面积，并且A_磨料是研磨盘11剩余的表面积。要确定K的理论值，为研磨盘11选择孔穴面积的理想量。为与从制造成本的角度来看与其它现有制品一致，所选择的孔穴面积为研磨盘11的总体表面积的10％，并且使用2.5mm的轨道和4000rpm的旋转速度求解公式1以给出K。这产生了为199的K值。然后，根据制造约束选择孔穴10以试图对于每个区使用公式1来达到K的该理论值。

孔穴10如下并且如下表1中所示进行定尺寸和定位(所有测量均以mm计)。孔穴被定位在每个区的边缘处，其中对于区B、区C和区D中的每个，在每个区中一半数目的孔穴被定位在区的内边缘上并且一半被定位在该区的外边缘上，并且在区E中三分之一的孔穴置于区D和区E之间的边界上。如上所讨论，在计算中使用的轨道O为2.5mm和旋转速度ω为4000rpm。计算的孔穴直径在表1中的括号中示出，实际的孔穴直径也被示出：

	区A	区B	区C	区D	区E
						内区半径	0	14	28	42	56
外区半径	14	28	42	56	70
						孔穴直径1	3.5(2.73)	4.0(5.72)	5.0(5.64)	6.0(6.01)	7.0(6.5)
孔穴直径2			4.0(4.0)	6.0(6.0)	6.0(6.5)
						孔穴直径3					6.0(5.36)
1号孔穴	3	4	8	8	8
						2号孔穴			4	8	8
3号孔穴					8
						总孔穴面积	28.87	50.27	207.35	452.39	841.95
总磨料面积	586.89	1796.99	2871.42	3857.88	4699.82
						K	119	419	244	200	164

表1

孔穴的总数：59

被孔穴占据的研磨盘11的表面积对剩余的研磨盘11的表面积的比率为0.098(9.8％)。孔穴10置于每个区中，以便在研磨盘11的中心点12周围均匀分布。可以看出，尽管公式为所需表面积被求解(根据公式1的孔穴直径在表1中的括号中给出，实际的孔穴直径也被示出)，但在孔穴尺寸和位置上的制造约束引起对于一些区在实践中的K值上的差异。进行研磨盘11的测试以确定这是否导致了对性能产生不利的影响。

在根据本发明第一实施例的研磨盘11、直径150mm且具有十五个孔穴的研磨盘与直径150mm且具有七十八个孔穴的研磨盘之间进行比较测试。所有三个研磨盘由255P研磨材料制成，所述研磨材料购自如上的3M，并且为P500级。十五个孔穴的盘具有0.062(6.2％)的被孔穴占据的研磨盘的表面积对剩余的研磨盘的表面积的比率，并且七十八个孔穴的盘具有0.05(5％)的比率。每个盘包括中心孔穴与跨研磨盘的表面均匀分布的剩余的孔穴，如下面图4中所示。

所有测试在使用购自美国伊利诺伊州罗克福德市北岩路1590号邮编61103的国立底特律公司(National Detroit，1590Northrock Court，Rockford，Illinois 61103，US)的150毫米mm国立底特律气动砂磨机的发那科机器人机械手上进行。600mm×600mm底漆面板用购自赫特福德郡斯蒂夫尼奇韦奇伍德路邮编SG14QN的施得乐公司(Standox，WedgwoodWay，Stevenage，Hertfordshire，SG1 4QN)的施得乐VOC体系填料油漆至约100μm的厚度，称重，并记录重量。在砂磨之前，用清洁的粘性布将底漆面板的表面上下擦拭干净，然后将所述粘性布处理掉。为开始测试，机械手在交替的南北和东西方向上于中压(5.5lbs/2.5kg)下砂磨底漆面板的表面十五秒。然后第二次称重底漆面板，并记录重量。在另外的四十五秒周期和一百八十秒周期这些重复进行，同时在每次砂磨阶段之后称重面板。在四十五秒周期之后，面板用已知初始重量的第二粘性布清洁，然后称重第二粘性布并置于气密袋中。随后称重第二粘性布以确定留在面板上的粉尘量。通过测量底漆面板的重量，以克计的去除的材料的总量给出消减的量，并且通过测量粘性布的重量，以克计的粉尘的附加重量指示除尘过程的效率。

测试每种研磨盘中的六个，同时所有的研磨盘为P500级。十五个孔穴的研磨盘和七十八个孔穴的研磨盘两者具有它们的与支撑垫中的孔穴对准的孔穴，然而，不可以对准在根据本发明第一实施例的五十九个孔穴的研磨盘中的孔穴。测试结果在下面的表2中示出：

表2

五十九个孔穴的盘示出在除尘以及消减两者上的改善，其具有在测试后的面板表面上比十五个孔穴的研磨盘和七十八个孔穴的研磨盘两者剩余较少的粉尘。尽管比七十八个孔穴的盘具有专用于孔穴的磨料制品的较小总表面积和较少对准的孔穴，以允许除尘，但根据本发明的五十九个孔穴的研磨盘给出更好的性能。

图3是根据本发明第二实施例的磨料制品的示意图。这示出具有中心点14并且被分成四个区A、B、C和D的研磨盘13，类似于上述第一实施例。研磨盘直径为150mm。使用与以上相同的方法在每个区中如下面的表3所示提供二十一个孔穴15。求解与初始公式1以给出0.066(6.6％，以便与现有的15个孔穴的研磨盘相同)的期望表面积和316的K理论值。轨道O为2.5mm并且转速ω为4000rpm，同样所有测量均以mm计。使用在四个区中的二十一个孔穴，由孔穴15占据的研磨盘13的表面积对剩余的研磨盘13的表面积的比率为0.068(6.8％)。根据公式1的孔穴直径在表3中的括号中给出，实际的孔穴直径也被示出：

	区A	区B	区C	区D
					内区半径	0	18	34	52
外区半径	18	34	52	70
					孔穴直径1	7.0(5.49)	7.0(4.89)	8.5(8.16)	10.0(9.65)
1号孔穴	1	6	6	8
					总孔穴面积	38.48	230.91	340.47	628.32
总磨料面积	979.39	2382.90	4522.72	6270.62
					O	0.0025	0.0025	0.0025	0.0025
ω	4000	4000	4000	4000
					K	192	147	289	293

表3

孔穴的总数：21

所有测试在使用购自如上的3M公司的精英轨道式砂磨机的具有在负载下12000rpm和4000rpm的理论自由旋转速度以及2.5mm的轨道的发那科机器人机械手上进行。使用具有五十一个孔穴的支撑垫。称重测量约200mm×400mm的木制面板(松树)并记录重量。然后将该木制面板置于在尺寸上约600mm×600mm的油漆金属面板上用于砂磨。在砂磨之前，木制面板和它搁置在上面的油漆面板的表面用粘性布上下擦拭干净，然后将所述粘性布丢弃。为开始测试，机械手在交替的南北和东西方向上于中压(5.5lbs/2.5kg)下砂磨木制面板的表面两分钟。然后第二次称重木制面板并记录重量。在另外的分钟周期和一分钟周期这些重复进行。在使用已知初始重量的第二粘性布清洁总计砂磨五分钟的木质面板之后，油漆金属面板也用相同粘性布擦拭干净，并且然后将粘性布置于气密袋中用于随后称重。称重粘性布以确定留在面板上的粉尘量。通过测量木制面板的重量，以克计的去除的材料的总量给出消减的量，并且粘性布重量的测量给出在工作区域中剩余的以克计的粉尘的附加重量，其是除尘过程的效率的指示。

这用于比较根据本发明第二实施例的研磨盘13和十五个孔穴的盘。然而，所使用的支撑垫是五十一个孔穴的支撑垫，在根据本发明的十五个孔穴的研磨盘和二十一个孔穴的研磨盘两者中的孔穴均可以抵靠所述支撑垫对准。同样，对于十五个孔穴的盘被孔穴占据的研磨盘的表面积对剩余的研磨盘的表面积的比率为0.066(6.6％)。两个研磨盘均由236U研磨材料形成，所述研磨材料购自如上的3M，并且为P320级。测试每种类型的五个盘。比较测试结果在下面的表4中示出：

	在5min后的累计消减(g)	在5min后剩余的粉尘(g)
			15个孔穴	4.08	0.0493
21个孔穴	3.92	0.0427

表4

同样，根据本发明的研磨盘13在使用期间比十五个孔穴的研磨盘被去除更多的粉尘。图4是用于与本发明第一实施例和第二实施例的比较实验中的十五个孔穴16和七十八个孔穴17的磨料的示意图。这示出，当与传统孔穴图案和多孔穴研磨盘比较时，本发明提供类似的或改善的性能，因为在区内磨料涂层的表面积和孔穴的表面积的之间的比率对于孔穴尺寸和分布是优化的。

常数K的精度水平也将受到用于在磨料制品中形成孔穴的方法的影响。例如，如果在可实现的孔穴尺寸上存在极限，无论以绝对尺寸(最小半径)或以工程公差，那么在K中可存在一些波动。因此，在不可通过可实行的孔穴尺寸最好地满足公式1的情况下，可以使用更合理的孔穴尺寸。在磨料制品中产生孔穴的方法包括机械冲压和使用激光切割。此外，可以期望调整在磨料制品中孔穴的尺寸以形成具有支撑垫的完整系统。例如，如果在磨料制品中产生7mm孔穴是方便的，但支撑垫设置有可对准的5mm孔穴，那么整体除尘受到5mm孔穴的影响。这也将影响常数K的精度水平，例如，如果公式1预测如在上述第二实施例中的4.89mm的理想孔穴尺寸，那么使用具有5mm孔穴的支撑垫对K具有相当大的影响，因为这可以有效地代入到计算中。这给出更接近于由公式1预测的K值。

在上述示例中，圆形磨料制品旨在用于在其中除尘是必要的情况中。然而，可以形成磨料制品的其它形状，诸如片，例如矩形片，其中所述片也具有中心点和周边，因为上面的公式可以根据区距中心的距离d而不是旋转速度被重写：

公式2

以与相对于本发明第一实施例和第二实施例中的圆形研磨盘所描述的相同的方式，在这种情况下，将制品分成为彼此并且与中心点同心的至少两个区。每个区具有至少一个孔穴，优选地围绕中心点均匀分布的两个孔穴。每个孔穴具有尺寸和位置，使得区距中心点的距离乘以区内磨料涂层的表面积与区内孔穴的表面积之间的比率对于每个区是大约恒定的。因此，在上面的示例中，磨料制品是研磨盘，使得孔穴沿盘的半径被定位。就与磨料片一起使用的工具而言，轨道可以是线性平移，使得常数O表示平移运动的幅度。在其中磨料制品与不提供轨道或其它平移运动的工具一起使用的情况下，可以省略常数O。

此外，所用的孔穴不一定是圆形的，但成形以便适用于它们的预期用途，例如，三角形、正方形、矩形，或其它多边形或弯曲形状。在上面的示例中，使用二十一个孔穴和五十九个孔穴。然而，公式1和公式2可以根据需要用于定位任何数目的孔穴。优选地，这可以介于7个孔穴和100个孔穴之间，更优选地，介于7个孔穴和30个孔穴之间。用于上面示例中的孔穴尺寸在直径为3.5mm至10mm的范围内，但如果需要，那么可以优选地在直径为1.0mm和25.0mm之间。

使用钩环层作为附接层是特别合适的，因为这是对于在正常使用期间具有很少或没有堵塞的空气(因此允许通过真空提取)和(存在于砂磨中的典型的颗粒尺寸)粉尘两者可渗透的通道。提供类似优点的其它材料包括拉绒尼龙。在上面的示例中，磨料涂层包括具有分散在其中的磨料颗粒的树脂材料。然而，磨料涂层可包括诸如助磨剂的其它材料、诸如顶胶层的其它层，或可以由粘合材料或浆液形成。其它层，诸如粘结层或其它强化层或加强层，可以设置在背衬和磨料涂层之间。如果需要，那么微复制技术可以用于形成磨料涂层，或涂层可包括粘合剂和各种磨粒或磨料颗粒。合适的背衬材料包括纸和纺织物(经处理的和未经处理的两者)、泡沫和通常用于带涂层磨料制品的制造中的其它材料。

在上面的示例中，颗粒是粉尘，并且磨料制品适于与除尘设备一起使用。此类设备要么包括真空提取装置或自生真空提取装置，要么可仅仅依靠向心力以移动粉尘和空气通过孔穴并且远离工件的表面。然而，可以进行其它类型的颗粒提取。一种其中是这种情况的状况是其中所用的磨料是湿的或潮湿的或具有抛光，并且工具的运动引起尘屑、油漆或其它颗粒碎片在液体载体内移动，从而通过磨料制品的孔穴。

可以期望在磨料制品中包括另外的区。例如，磨料制品可包括定位在第一区和第二区之间的第三区，在第三区中不存在孔穴。另选地，磨料制品可包括定位在第一区和第二区之间的第三区，该第三区包括至少一个孔穴。

在上面的实施例中，孔穴10、孔穴15在中心点12周围均匀分布。然而，不必一定如此。孔穴可以以任何方式进行分布，无论这是否形成规则阵列或规则图案，因为只要满足上面的公式1和公式2，则磨料制品的除尘性能的是优化。

在上面的实施例中，至少一个另外的孔穴可以设置在至少两个区之外。这可以是例如定位在中心点处的中心孔穴。通常，这是所需的，以与设置在标准支撑垫或其它工具附接装置(诸如用于研磨片的块)上的孔穴对准。另选地或除此之外，至少一个另外的孔穴可以在磨料制品上被定位到别处，诸如远离中心点。在每个区中的至少两个孔穴可形成跨磨料制品表面的总体不对称图案。从美学的观点来看或为了便于制造，这可以是期望的。另选地，在每个区中的至少两个孔穴可形成跨磨料制品表面的总体对称图案。例如，在本发明第一实施例和第二实施例两者中所示的孔穴的布置大约是螺旋形，或具有以螺旋布置分布的臂，这不应被看作是限制性的，因为在每个区内满足上面的公式1和公式2的孔穴的任何布置将落入所附权利要求书的范围内。

在上面的示例中，公式1和公式2应用至磨料制品，诸如研磨盘和片。然而，公式也可以应用至与此类磨料制品一起使用的附件，如下。尽管附件自身不在工件处生成粉尘或其它颗粒物，但它们驱动磨料制品的行为，从而应用类似的考虑。图5是根据本发明第三实施例的用于磨料制品的适配器的示意性剖视图。这用于将磨料制品诸如研磨盘安装到工具诸如砂磨机上。在该示例中，适配器是圆形支撑垫，但另选地或除此之外，它可以是接口垫(其被置于磨料制品和支撑垫之间以在使用中提供缓冲效应)，或其它适配器诸如手形块。支撑垫18包括主体19，适于附接磨料制品诸如研磨盘11、研磨盘13的安装表面20，如图2和图3所示，和用于附接到工具(未示出)的工具附接装置21。安装表面20包括钩材料22，其适用于与钩环或设置在研磨盘11、研磨盘13上的拉丝尼龙层9接合，使得研磨盘11、研磨盘13在使用期间稳固地附接至支撑垫18。支撑垫18设置有多个孔穴23，其延伸通过安装表面20并且通过主体19中的至少一部分，通过所述孔穴23提取颗粒物。这允许在使用期间除尘装置(未示出)与工件表面(也未示出)之间的流体连接。因此，在使用期间在工件表面处生成的粉尘或其它颗粒物经由在支撑垫中的孔穴23被去除。

图6是根据本发明第三实施例的用于磨料制品的适配器的示意性平面图。支撑垫18具有周边24和中心点25，并且被分成一系列区A、B、C、D，正如上述磨料制品。每个区包括围绕中心点15均匀分布的至少两个孔穴。多个孔穴23布置如下。因为支撑垫18将受到与磨料制品相同的旋转运动和/或平移运动或轨道运动，所以可以修改公式1和公式2以适用于支撑垫18。对于圆形支撑垫：

公式3

其中如上K是常数，O是轨道并且v是线速度，A_孔穴是由孔穴占据的支撑垫18的表面积，并且A_附接是支撑垫剩余的表面积。在这种情况下，孔穴沿圆形支撑垫的半径被定位。对于非圆形支撑垫，例如，片夹持器：

公式4

其中K是常数，O是轨道并且d是距中心点25的孔穴的距离，A_孔穴是由孔穴占据的支撑垫18的表面积，并且A_附接是支撑垫剩余的表面积。

因此，如以上在第一实施例和第二实施例中所描述，安装表面被分成至少第一内区和第二外区，第二区与第一区和中心点同心。每个区具有至少一个孔穴，其中在第一区和第二区中的每个中，孔穴的尺寸和它们的总数形成对于各自区的孔穴密度，并且第一区的孔穴密度小于第二区的孔穴密度。

对于圆形支撑垫，在每个区中，每个孔穴具有在各自区内的尺寸和位置，使得每个孔穴距中心点的距离乘以各自区内安装表面的总表面积与各自区内至少两个孔穴的总表面积之间的比率对于第一区和第二区是大致恒定的。如上，为特定期望的孔穴面积计算K。这可以期望的是，对于特定的磨料制品，例如，与定位在支撑垫18和研磨盘11、研磨盘13或其它磨料制品上的孔穴23匹配，使得在研磨盘11、研磨盘13或其它磨料制品中的孔穴10、孔穴15与在支撑垫中的孔穴23完全对准。另选地，孔穴23可以被定位成使得没有或只有部分对准，或在支撑垫中18的孔穴23可以比在研磨盘11、研磨盘13或其它磨料制品中的对应孔穴10、孔穴15在直径上更大或更小。此外或另选地，如果公式3和公式4也施加至接口垫，那么在接口垫中的孔穴可以类似地调节，以根据需要同时与支撑垫和安装在支撑垫上的任何磨料制品中的孔穴23对准或不对准。

在上面的示例中，至少两个孔穴设置在每个区中，并且在每个区中的孔穴围绕中心点均匀分布，虽然只有一个孔穴是必要的。然而，孔穴可以以不均匀或非规则图案分布，正如上述磨料制品。例如，孔穴可以以跨适配器的总体不对称图案进行分布。这可以是无论适配器是否与或不与根据本发明实施例的磨料制品一起使用，或磨料物品是否具有均匀或不均匀分布的孔穴的情况。适配器可包括定位在第一区和第二区之间的第三区，在第三区中不存在孔穴。另选地，适配器还可包括定位在第一区和第二区之间的第三区，该第三区包括至少一个孔穴。这允许在适配器的设计和适配器/磨料制品组合成整体的优化中进一步的自由。要有助于这些，至少一个另外的孔穴可以设置在至少两个区之外。该一个另外的孔穴可以是定位在中心点处的中心孔穴，或其可以被定位于远离中心点。优选地，孔穴的直径在1.0mm至25.0mm的范围内。优选地，适配器包括介于7个和100个之间的孔穴，更优选地，介于7个和30个之间的孔穴。优选地，颗粒是粉尘，并且适配器适于与除尘设备一起使用。

Claims (28)

1.一种包括背衬和在所述背衬的表面上的磨料涂层的磨料制品，所述磨料制品具有中心点和周边，并且所述磨料涂层形成工作表面；以及

延伸通过所述背衬和所述磨料涂层的多个孔穴，通过所述孔穴能够提取颗粒物质；

其中所述工作表面被分成至少第一内区和第二外区，所述第二外区与所述第一内区和所述中心点同心；

每个区具有至少一个孔穴，其中在每个所述第一内区和所述第二外区中，所述孔穴的尺寸和它们的总数形成对于各自区的孔穴密度；

并且其中所述第一内区的所述孔穴密度小于所述第二外区的所述孔穴密度，

其中在每个区中，每个孔穴具有在所述各自区内的尺寸和位置，使得每个孔穴距所述中心点的距离乘以所述各自区内磨料涂层的总表面积与所述各自区内所述至少一个孔穴的总表面积之间的比率对于所述第一内区和所述第二外区是大致恒定的。

2.根据权利要求1所述的磨料制品，其中所述至少两个孔穴设置在每个区中，并且在每个区中的所述孔穴围绕所述中心点均匀分布。

3.根据权利要求1所述的磨料制品，其中所述制品为盘的形式。

4.根据权利要求1所述的磨料制品，还包括定位在所述第一内区和所述第二外区之间的第三区，在所述第三区中不存在孔穴。

5.根据权利要求1所述的磨料制品，还包括定位在所述第一内区和所述第二外区之间第三区，所述第三区包括至少一个孔穴。

6.根据权利要求3所述的磨料制品，其中所述孔穴沿所述盘的半径被定位。

7.根据权利要求1所述的磨料制品，其中至少一个另外的孔穴设置在所述至少两个区之外。

8.根据权利要求7所述的磨料制品，其中所述至少一个另外的孔穴是定位在所述中心点处的中心孔穴。

9.根据权利要求7所述的磨料制品，其中所述至少一个另外的孔穴被定位于远离所述中心点。

10.根据权利要求1所述的磨料制品，其中在每个区中的所述至少两个孔穴形成跨所述磨料制品的总体不对称图案。

11.根据前述权利要求中任一项所述的磨料制品，其中所述孔穴的直径在1.0mm至25.0mm的范围内。

12.根据权利要求1所述的磨料制品，包括介于7个和100个之间的孔穴。

13.根据权利要求1所述的磨料制品，包括介于7个和30个之间的孔穴。

14.根据权利要求1所述的磨料制品，其中所述颗粒是粉尘，并且所述磨料制品适于与除尘设备一起使用。

15.一种用于磨料制品的适配器，所述适配器包括具有适于附接磨料制品的安装表面的主体，所述适配器具有中心点和周边；

以及延伸通过所述主体的多个孔穴，通过所述孔穴可以提取颗粒物质；

其中所述安装表面被分成至少第一内区和第二外区，所述第二外区与所述第一内区和所述中心点同心；

每个区具有至少一个孔穴，其中在每个所述第一内区和所述第二外区中，所述孔穴的尺寸和它们的总数形成对于各自区的孔穴密度；

并且其中所述第一内区的所述孔穴密度小于所述第二外区的所述孔穴密度，

其中在每个区中，每个孔穴具有在所述各自区内的尺寸和位置，使得每个孔穴距所述中心点的距离乘以所述各自区内安装表面的总表面积与所述各自区内所述至少一个孔穴的总表面积之间的比率对于所述第一内区和所述第二外区是大致恒定的。

16.根据权利要求15所述的适配器，其中所述至少两个孔穴设置在每个区中，并且在每个区中的所述孔穴围绕所述中心点均匀分布。

17.根据权利要求15所述的适配器，其中所述适配器为圆形支撑垫形式。

18.根据权利要求15所述的适配器，还包括定位在所述第一内区和所述第二外区之间的第三区，在所述第三区中不存在孔穴。

19.根据权利要求15所述的适配器，还包括定位在所述第一内区和所述第二外区之间的第三区，所述第三区包括至少一个孔穴。

20.根据权利要求17所述的适配器，其中所述孔穴沿所述圆形支撑垫的半径被定位。

21.根据权利要求15所述的适配器，其中至少一个另外的孔穴设置在所述至少两个区之外。

22.根据权利要求21所述的适配器，其中所述至少一个另外的孔穴是定位在所述中心点处的中心孔穴。

23.根据权利要求21所述的适配器，其中所述至少一个另外的孔穴被定位于远离所述中心点。

24.根据权利要求15所述的适配器，其中在每个区中的所述至少两个孔穴形成跨所述适配器的总体不对称图案。

25.根据权利要求15-24中任一项所述的适配器，其中所述孔穴的直径在1.0mm至25.0mm的范围内。

26.根据权利要求15所述的适配器，包括介于7个和100个之间的孔穴。

27.根据权利要求15所述的适配器，包括介于7个和30个之间的孔穴。

28.根据权利要求15所述的适配器，其中所述颗粒是粉尘，并且所述适配器适于与除尘设备一起使用。